Массообменная колонна вихревого типа Советский патент 1977 года по МПК B01D3/30 

1

Изобретение огносигся к массообменным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пишевой и других отраслях промышленности для проведения массообменных процессов с большими удельными потоками по газу (6м/сек) при относительно высоких нагрузках по жидкости (15 М /М час), в особенности для очистки газовых выбросов промышленных производств от различных загрязнений, в частности для очистки воздуха от паров капролактама.

Известна массообменная колонна, включак. шая корпус с размешенными по высоте контактными устройствами и сепарационными камерами. В этой колонне сепарационная камера образована стенкой корпуса и установленным концентрично корпусу перфорированным цилиндром меньшего диаметра. Вихревой спирально-винтовой поток после контакт ных устройств отбрасывается на стенку перфорированного циJ,индpa, при этом жидкость сепарируется и проникает через отверстия в сепарационную камеру, откуда струйками стекает на последующее контактное устройство. Эта камера малопроизводительная, так как не обеспечивает в достаточной степени отделения жидкости при повышенных скоростях газожидкостного потока.(более 3-3,5 м/сек). Объясняется это тем, что ЖИДКОСТЬ, отсепарированная на стенки цилиндра, перетекает через отверстия в се- парационную камеру и стекает сплошной пленкой по поверхности цилиндрза, перекрывая отверстия и увеличивая тем самым их гидравлическое сопротивление. Это препятствует перетеканию вновь отсепарированной жидкости в сепарационную камеру и способ ствует ее накапливанию на стенке цилиндра в виде кольцеобразноциркулирующей пленки, что приводит при определенной толщине ее к срыву жидкости и брызгоуносу.

Известна массообменная колонна вихревого типа, включающая корпус с размешенными по высоте контактными устройствами и сепарационными камерами, образованными внутренней стенкой корпуса и рядом вертикально установЛеьных пластин. Пластины прямоугольной формы расположены по касачельной к газожидкостному потоку. ГазожидKocTHiiift поток легко попадает в сепарацион ные камеры, мгновентю тормозится в них, при этом жидкость сепарируется и стекает вниз. Однако производительность колонны, снабженной сепарацйонными камерами,ня-вкая, так как при скорости потока в полном сечении колонны 3,5-4 м/сек в сепарационных камерах образуются местные вихри, вызывающие вторичный брызгоунос жидкости Кроме того, сепарационные камеры занимаю значительную площадь сечения колонны и повышают местную скорость потока, что так же приводит к увеличению брызгоуноса, а сами пластины являются дополнительным, гидравлическим сопротивлением, что требует повышенных энергозатрат. Цель изобретения - повышение производи тельности массообменной колонны по газу и- жидкости за счет интенсификации сепараци и снижения брызгоуноса. Это достигается тем, что в предлагаемой масообменной колонне пластины выполнены с б - образно изогнутым профилем, частично перекрывают друг друга и расположены друг от друга с зазором, образуя шелевой канал, сообщающий внутреннюю полость камеры с полостью колонны. На фиг, 1 показана массообменная колон на вихревого типа, продольный разрез; на Лиг. 2 - разрез А-А фиг. 1. Массообменная колонна включает цишгадрйэский корпус 1 с размещенными по высоте контактными устройствами 2 и сепарацион ными камерами 3. Устройство 2 состоит из перегородки 4 с отверстием 5 в центре и завихрителей б, представляющих собой плас тины 7, изогнутые по спирали Архимеда и вертикально установленные на перегородке 4,, На кромке каждой пластины 7, обращенной к центру, расположены камеры 8 чечевицеобразной формы с щелевыми отверстиями 9 на внешней стороне. Камеры 8 соединены с коллектором 10 трубками 11, который в свою очереде сообщен посредством переливных патрубков 12 с предыдущей перегородкой 4, Сепарационные камеры 3 образованы корпусом 1 и рядом вертикально установлен ных пластин 13, Пластины 13 имеют S образно изогнутый профиль и установлены так, что частично перекрывают друг друга и отстоят друг от друга с зазором, образуя щелевой канал 14, сообщаклций внутреннюю полость камеры 3 с полостью колон ны. Массообменная колонна работает следук щим образом. Воздух, например, с парами капролактама подается снизу вверх, проходит через центральное отверстие 5 перегородки 4 и направляется в каналы завихрителей 6 контактного устройства 2 с большой скоростью. Вследствие этого происходит икжектирование жидквсти-из щелей камеры 8. .Жидкость в камеру 8 поступает с вышележащей репарационной камеры через переливные патрубки 12, коллектор 10 и трубки 11. При взаимодействии газа с жидкостью образуется спирально-винтовой газожидкостный поток, который,подвергаясь много кратным ударом о пластины 7, обновляет поверхность контакта и продвигается к периферии контактного устройства. Далее спирально-винтовое движение патока происходит- в..прост.рансгве.между ,ц3йвизфитейями 6 и камерами 3, где скорость потока уменьшается из-за увеличения проходного сечения. Благодаря этому капли укрупняются и интенсивно перемещаются в поле центробежных сил к периферии потока с последующей сепарацией в виде пленки жидкости на поверхно сти пластин 13, по которым пленка переме щается в направлении движения потока до встречи с щелевым каналом. Попадая в щелевые каналы, жидкость и увлекаемый С нею газовый поток проходит в-камеры 3i, где теряет скорост-Ь. При этом жидкость стекает по стенкам камер вниз на перегородку 4, а затем по переливным патрубкам 12 в коллектор 10, а газ поднимается вверх, на следующее контактное устройство. .S - образно изогнутый профиль пластин 13 и их установка таким образом, что они перекрывают друг друга и отстоят друг от друга с зазором, позволяет получить профилированный щелевой канал, имеющий минимальное гидравлическое сопротивление, который обесЯечивает плавный, без завихрений вход жидкости в сепарационную камеру 3, а значительный объем сепарационной камеры в сравнении с величиной проходного сечения щелевого канала вызывает эффект дросселирования, потока газа, попадающего в сепарационную камеру, В результате поток теряет скорость и не способен вызвать вторичный унос жидкости. Благодаря предложенной конструкции сеПарационных камер, способствующих быстрому отделению и отводу жидкости без брызгоуноса, увеличиваютх;я удельньте нагрузки по жидкости и газу, и повышается скорость газожидкостного потока до - 6,0 м/сек при сохранении высокой эффективности мас сообмена. Это повышает производительность массообменной колонны. Кроме того, небольшое гидравлическое coпpoтивJleниe сепара- ционных камер снижает энертозатраты.